CN106545086B - 一种钢筋再生块体混凝土梁-柱节点及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢筋再生块体混凝土梁‑柱节点，包括钢筋再生块体混凝土梁、钢筋再生块体混凝土柱、钢板箍、带凹槽的钢连接板和单端带螺纹的短钢筋棒，在与所述钢筋再生块体混凝土梁的上、下梁纵筋位置对应的节点核心区内分别设置有约束钢筋再生块体混凝土柱的柱纵筋的钢板箍和带凹槽的钢连接板；带凹槽的钢连接板焊接在钢板箍上。本发明还公开了一种钢筋再生块体混凝土梁‑柱节点的施工方法。本发明不仅解决了钢筋再生块体混凝土梁的梁纵筋贯通节点核心区造成钢筋拥挤以至于无法在节点核心区投放废旧混凝土块体的难题，而且还通过改变单端带螺纹的短钢筋棒的直径，使其率先达到屈服形成塑性铰以消耗大量振动能量，从而提高整体结构的抗震性能。

Description

一种钢筋再生块体混凝土梁-柱节点及其施工方法
技术领域
本发明涉及混凝土废弃物再生利用技术领域，具体是一种采用废旧混凝土块体的钢筋再生块体混凝土梁-柱节点及其施工方法。
背景技术
目前，由于天然砂、石的开采破坏环境且储量日渐减少，废旧混凝土作为一种宝贵的“特殊资源”，其循环再生利用已越来越引起国内外广泛关注。与再生粗骨料和再生细骨料相比，采用尺度更大的（废旧）混凝土块体能大大简化废旧混凝土的循环利用过程。
钢筋混凝土结构以其良好的受力性能和经济性被广泛应用于工程建设中。钢筋混凝土梁-柱节点的设计对于结构的刚度、受力性能和安全性以及施工的便利性有着至关重要的作用。“强柱弱梁”是实现结构整体抗震性能的有效手段，但实际地震中却常常未能实现该要求，反而呈现“强梁弱柱”的不利破坏形态。此外，钢筋混凝土梁-柱节点核心区是梁、柱纵筋密集交汇的部位，加上节点核心区的加密箍筋，节点核心区内的钢筋非常拥挤，这给大尺度废旧混凝土块体在节点核心区以及柱子中的投放施工造成很大困难。因此，迫切需要既能方便废旧混凝土块体投放，又具有良好抗震性能的适用于钢筋再生块体混凝土的梁-柱节点。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供了一种钢筋再生块体混凝土梁-柱节点及其施工方法。所述节点避免了梁纵筋贯通节点核心区造成钢筋拥挤的现象，解决了大尺度废旧混凝土块体在节点核心区以及柱子中投放施工的难题，达到了“绿色、节能、环保、减排”的目的；同时通过人为削弱梁端的抗弯承载能力，可确保实现“强柱弱梁”的有利破坏模式，从而提高结构整体抗震性能。
本发明通过下述技术方案实现：
一种钢筋再生块体混凝土梁-柱节点，包括钢筋再生块体混凝土梁、钢筋再生块体混凝土柱、钢板箍、带凹槽的钢连接板和单端带螺纹的短钢筋棒，在与所述钢筋再生块体混凝土梁的上、下梁纵筋位置对应的节点核心区内分别设置有约束钢筋再生块体混凝土柱的柱纵筋的钢板箍和带凹槽的钢连接板；钢板箍紧靠钢筋再生块体混凝土柱的柱纵筋，带凹槽的钢连接板焊接在钢板箍上；单端带螺纹的短钢筋棒的一端焊接在带凹槽的钢连接板的凹槽中，另一端采用钢套筒与钢筋再生块体混凝土梁的梁纵筋连接；单端带螺纹的短钢筋棒的直径小于钢筋再生块体混凝土梁的梁纵筋的直径。
进一步地，所述钢筋再生块体混凝土梁和钢筋再生块体混凝土柱的内部包含废旧混凝土块体和新混凝土，废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:4~1:1。
进一步地，所述废旧混凝土块体为旧有建筑物、构筑物、道路去除全部或部分钢筋后破碎而成的块状物，且废旧混凝土块体的特征尺寸不小于60 mm。
进一步地，所述单端带螺纹的短钢筋棒与钢筋再生块体混凝土梁的梁纵筋之间的钢套筒连接为螺纹连接。
进一步地，所述带凹槽的钢连接板通过角焊缝与钢板箍焊接，所述单端带螺纹的短钢筋棒通过角焊缝与带凹槽的钢连接板焊接，所述钢板箍由等厚钢板焊接而成。
进一步地，所述单端带螺纹的短钢筋棒的长度取为0.5H~1.5H，H为钢筋再生块体混凝土梁的高度。
一种如所述钢筋再生块体混凝土梁-柱节点的施工方法，包括如下步骤：
（1）将带凹槽的钢连接板焊接在钢板箍的竖向中间部位，并完成单端带螺纹的短钢筋棒与带凹槽的钢连接板的焊接；
（2）布置钢筋再生块体混凝土柱的柱纵筋，定位钢筋再生块体混凝土柱的柱箍筋以及焊有带凹槽的钢连接板和单端带螺纹的短钢筋棒的钢板箍，将钢板箍与钢筋再生块体混凝土柱的柱纵筋进行点焊，绑扎钢筋再生块体混凝土柱的柱箍筋，完成钢筋再生块体混凝土柱的模板的制作和安装；
（3）采用钢套筒将单端带螺纹的短钢筋棒与钢筋再生块体混凝土梁的梁纵筋连接，绑扎钢筋再生块体混凝土梁的梁箍筋，制作和安装钢筋再生块体混凝土梁的模板；
（4）提前将废旧混凝土块体充分湿润，并在钢筋再生块体混凝土柱的内部灌入厚20 mm-35 mm的新混凝土；将废旧混凝土块体和新混凝土交替置入钢筋再生块体混凝土柱的内部并充分振捣；
（5）将废旧混凝土块体一次性投入钢筋再生块体混凝土梁的内部，然后灌入新混凝土并充分振捣。
本发明相对于现有技术，具有如下优点及效果：
（1）避免了梁纵筋贯通节点核心区造成钢筋十分拥挤的现象，从而解决了大尺度废旧混凝土块体在节点核心区以及柱子中投放施工非常困难的问题，明显提高施工速度，达到了“绿色、节能、环保、减排”的目的。
（2）通过适当减小单端带螺纹的短钢筋棒的直径（即小于钢筋再生块体混凝土梁的梁纵筋的直径），以确保实现“强柱弱梁”的有利破坏模式，进而提高结构整体的抗震性能。
（3）钢板箍与带凹槽的钢连接板之间的焊接，以及单端带螺纹的短钢筋棒与带凹槽的钢连接板之间的焊接均可在工厂进行，不仅焊接质量高，而且明显减少了施工现场的焊接工作量，从而加快施工速度。
附图说明
图1是钢筋再生块体混凝土梁-柱节点的结构示意图（注：为清晰展示节点核心区和梁端的细部构造，节点核心区和梁端的混凝土被隐去）。
图2是图1所示节点的竖向剖面图（注：为清晰展示节点核心区和梁端的细部构造，节点核心区和梁端的混凝土被隐去）。
图中所示为：1-钢筋再生块体混凝土柱；2-带凹槽的钢连接板；3-钢板箍；4-柱纵筋；5-柱箍筋；6-单端带螺纹的短钢筋棒；7-钢套筒；8-梁箍筋；9-钢筋再生块体混凝土梁；10-梁纵筋；11-废旧混凝土块体；12-新混凝土。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1、2所示，一种钢筋再生块体混凝土梁-柱节点主要由钢筋再生块体混凝土柱1、钢筋再生块体混凝土梁9、钢板箍3、带凹槽的钢连接板2和单端带螺纹的短钢筋棒6构成，在与钢筋再生块体混凝土梁9的上、下梁纵筋10位置对应的节点核心区内分别设置有约束钢筋再生块体混凝土柱1的柱纵筋4的钢板箍3和带凹槽的钢连接板2；钢板箍3紧靠钢筋再生块体混凝土柱1的柱纵筋4，带凹槽的钢连接板2焊接在钢板箍3上；单端带螺纹的短钢筋棒6的一端焊接在带凹槽的钢连接板2的凹槽中，另一端采用钢套筒7与钢筋再生块体混凝土梁9的梁纵筋10连接；单端带螺纹的短钢筋棒6的直径小于钢筋再生块体混凝土梁9的梁纵筋10的直径。
本实施例中，钢筋再生块体混凝土柱1的截面尺寸为450 mm×450 mm，柱内的钢板箍3采用厚度10 mm的钢板焊接而成。
本实施例中，钢筋再生块体混凝土梁9的截面尺寸为350 mm×600 mm，单端带螺纹的短钢筋棒6的长度取为1.0H，H为钢筋再生块体混凝土梁9的高度。
本实施例中，单端带螺纹的短钢筋棒6与钢筋再生块体混凝土梁9的梁纵筋10之间的钢套筒7连接为螺纹连接。
本实施例中，带凹槽的钢连接板2通过角焊缝与钢板箍3焊接，单端带螺纹的短钢筋棒6通过角焊缝与带凹槽的钢连接板3焊接。
上述的钢筋再生块体混凝土梁-柱节点的施工方法包括如下步骤：
（1）将带凹槽的钢连接板2焊接在钢板箍3的竖向中间部位，并完成单端带螺纹的短钢筋棒6与带凹槽的钢连接板2的焊接；
（2）布置钢筋再生块体混凝土柱1的柱纵筋4，定位钢筋再生块体混凝土柱1的柱箍筋5以及焊有带凹槽的钢连接板2和单端带螺纹的短钢筋棒6的钢板箍3，将钢板箍3与钢筋再生块体混凝土柱1的柱纵筋4进行点焊，绑扎钢筋再生块体混凝土柱1的柱箍筋5，完成钢筋再生块体混凝土柱1的模板的制作和安装；
（3）采用钢套筒7将单端带螺纹的短钢筋棒6与钢筋再生块体混凝土梁9的梁纵筋10连接，绑扎钢筋再生块体混凝土梁9的梁箍筋8，制作和安装钢筋再生块体混凝土梁9的模板；
（4）提前将废旧混凝土块体11充分湿润，并在钢筋再生块体混凝土柱1的内部灌入厚20 mm-35 mm的新混凝土12；将废旧混凝土块体11和新混凝土12交替置入钢筋再生块体混凝土柱1的内部并充分振捣；
（5）将废旧混凝土块体11一次性投入钢筋再生块体混凝土梁9的内部，然后灌入新混凝土12并充分振捣。
本实施例中，钢板箍3和带凹槽的钢连接板2均采用Q345B钢材，焊条采用E50型，焊剂F5014，焊缝质量等级为一级。钢筋再生块体混凝土梁9的梁纵筋10和钢筋再生块体混凝土柱1的柱纵筋4均采用HRB400热轧钢筋，钢筋再生块体混凝土梁9的梁箍筋8和钢筋再生块体混凝土柱1的柱箍筋5均采用HPB400热轧钢筋，新混凝土12的强度等级为C35，废旧混凝土块体11的强度等级为C30，废旧混凝土块体11与新混凝土12的质量比为1:2。如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢筋再生块体混凝土梁-柱节点，其特征在于：包括钢筋再生块体混凝土梁、钢筋再生块体混凝土柱、单端带螺纹的短钢筋棒，在与所述钢筋再生块体混凝土梁的上、下梁纵筋位置对应的节点核心区内分别设置有约束钢筋再生块体混凝土柱的柱纵筋的钢板箍和带凹槽的钢连接板；所述钢板箍内壁紧靠钢筋再生块体混凝土柱的柱纵筋，所述带凹槽的钢连接板焊接固定在所述钢板箍的外表面竖向中间部位且朝向所述钢筋再生块体混凝土梁；所述单端带螺纹的短钢筋棒的一端内嵌地焊接在带凹槽的钢连接板的凹槽中，另一端采用钢套筒与钢筋再生块体混凝土梁的梁纵筋连接；单端带螺纹的短钢筋棒的直径小于钢筋再生块体混凝土梁的梁纵筋的直径。
2.根据权利要求1所述的钢筋再生块体混凝土梁-柱节点，其特征在于：所述钢筋再生块体混凝土梁和钢筋再生块体混凝土柱的内部包含废旧混凝土块体和新混凝土，废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:4~1:1。
3.根据权利要求2所述的钢筋再生块体混凝土梁-柱节点，其特征在于：废旧混凝土块体为旧有建筑物、构筑物、道路去除全部或部分钢筋后破碎而成的块状物，且废旧混凝土块体的特征尺寸不小于60 mm。
4.根据权利要求1所述的钢筋再生块体混凝土梁-柱节点，其特征在于：单端带螺纹的短钢筋棒与钢筋再生块体混凝土梁的梁纵筋之间的钢套筒连接为螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的钢筋再生块体混凝土梁-柱节点，其特征在于：带凹槽的钢连接板通过角焊缝与钢板箍焊接，单端带螺纹的短钢筋棒通过角焊缝与带凹槽的钢连接板焊接，钢板箍由等厚钢板焊接而成。
6.根据权利要求1所述的钢筋再生块体混凝土梁-柱节点，其特征在于：单端带螺纹的短钢筋棒的长度取为0.5H~1.5H，H为钢筋再生块体混凝土梁的高度。
7.一种如权利要求 1至权利要求 6中任一项所述的钢筋再生块体混凝土梁-柱节点的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将带凹槽的钢连接板焊接在钢板箍的竖向中间部位，并完成单端带螺纹的短钢筋棒与带凹槽的钢连接板的焊接；
（2）布置钢筋再生块体混凝土柱的柱纵筋，定位钢筋再生块体混凝土柱的柱箍筋以及焊有带凹槽的钢连接板和单端带螺纹的短钢筋棒的钢板箍，将钢板箍与钢筋再生块体混凝土柱的柱纵筋进行点焊，绑扎钢筋再生块体混凝土柱的柱箍筋，完成钢筋再生块体混凝土柱的模板的制作和安装；
（3）采用钢套筒将单端带螺纹的短钢筋棒与钢筋再生块体混凝土梁的梁纵筋连接，绑扎钢筋再生块体混凝土梁的梁箍筋，制作和安装钢筋再生块体混凝土梁的模板；
（4）提前将废旧混凝土块体充分湿润，并在钢筋再生块体混凝土柱的内部灌入厚20mm-35 mm的新混凝土；将废旧混凝土块体和新混凝土交替置入钢筋再生块体混凝土柱的内部并充分振捣；
（5）将废旧混凝土块体一次性投入钢筋再生块体混凝土梁的内部，然后灌入新混凝土并充分振捣。
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